在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都必須考慮到可能發(fā)生的故障和不正常的運(yùn)行情況，因?yàn)樗鼈儠?huì)破壞對(duì)用戶的供電和電氣設(shè)備的正常工作。從電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況看，這些故障多數(shù)是由短路引起的，因此除了對(duì)電力系統(tǒng)的短路故障有一較深刻的認(rèn)識(shí)外，還必須熟練掌握電力系統(tǒng)的短路計(jì)算。按照傳統(tǒng)的計(jì)算方法有標(biāo)么值法和有名值法等。采用標(biāo)么值法計(jì)算時(shí)，需要把不同電壓等級(jí)中元件的阻抗，根據(jù)同一基準(zhǔn)值進(jìn)行換算，繼而得出短路回路總的等值阻抗，再計(jì)算短路電流等。這種計(jì)算方法雖結(jié)果比較精確，但計(jì)算過程十分復(fù)雜且公式多、難記憶、易出差錯(cuò)。下面根據(jù)本人在實(shí)際工作中對(duì)短路電流的計(jì)算，介紹一種比較簡(jiǎn)便實(shí)用的計(jì)算方法。

 

    供電系統(tǒng)各種元件電抗的計(jì)算

 

    通常我們?cè)谟?jì)算短路電流時(shí)，首先要求出短路點(diǎn)前各供電元件的相對(duì)電抗值，為此先要繪出供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，并假設(shè)有關(guān)的短路點(diǎn)。供電系統(tǒng)中供電元件通常包括發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器及架空線路(包括電纜線路)等。目前，一般用戶都不直接由發(fā)電機(jī)供電，而是接自電力系統(tǒng)，因此也常把電力系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)“元件”來(lái)看待。

 

    假定的短路點(diǎn)往往取在母線上或相當(dāng)于母線的地方。圖1便是一個(gè)供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，其中短路點(diǎn)d1前的元件有容量為無(wú)窮大的電力系統(tǒng)，70km的110kV架空線路及3臺(tái)15MVA的變壓器，短路點(diǎn)d2前則除上述

 

    各元件外，還有6kV，0.3kA，相對(duì)額定電抗(XDK%)為4的電抗器一臺(tái)。 下面以圖1為例，說明各供電元件相對(duì)電抗(以下“相對(duì)”二字均略)的計(jì)算方法。

 

    1、電力系統(tǒng)電抗的計(jì)算

 

    系統(tǒng)電抗，百兆為1，容量增減，電抗反比。本句話的意思是當(dāng)系統(tǒng)短路容量為100MVA時(shí)，系統(tǒng)電抗數(shù)值為1; 當(dāng)系統(tǒng)短路容量不為100MVA，而是更大或更小時(shí)，電抗數(shù)值應(yīng)反比而變。例如當(dāng)系統(tǒng)短路容量為200MVA時(shí)，電抗便是0.5(100/200=0.5); 當(dāng)系統(tǒng)短路容量為50MVA時(shí)，電抗便是2(100/50=2)，圖1中的系統(tǒng)容量為“∞”，則100/∞=0，所以其電抗為0。 圖1 供電系統(tǒng)圖

 

    本計(jì)算依據(jù)一般計(jì)算短路電流書中所介紹的，均換算到100MVA基準(zhǔn)容量條件下的相對(duì)電抗公式而編出的(以下均同)，即X*xt=Sjz/Sxt (1) 式中: Sjz為基準(zhǔn)容量取100MVA、Sxt為系統(tǒng)容量(MVA)。

 

    2、變壓器電抗的計(jì)算

 

    若變壓器高壓側(cè)為35kV，則電抗值為7除變壓器容量(單位MVA，以下同); 若變壓器高壓側(cè)為110kV，則電抗值為10.5除變壓器容量; 若變壓器高壓側(cè)為10(6)kV，則電抗值為4.5除變壓器容量，如圖1中每臺(tái)變壓器的電抗值應(yīng)為10.5/15=0.7，又如一臺(tái)高壓側(cè)35kV，5000kVA及一臺(tái)高壓側(cè)6kV，2000kVA的變壓器，其電抗值分別為7/5=1.4, 4.5/2=2.25

 

    本計(jì)算依據(jù)公式為: X*b=(ud%/100).(Sjz/Seb) （2）

 

    式中ud%為變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)，Seb 為變壓器的額定容量(MVA) 該公式中ud%由變壓器產(chǎn)品而定，產(chǎn)品變化，ud%也略有變化。計(jì)算方法中按10(6)kV、35kV、110kV電壓分別取ud%為4.5、7、10.5。

 

    3、電抗器電抗的計(jì)算

 

    用額定電抗百分?jǐn)?shù)除電抗器的額定容量(單位MVA)，再乘0.9即可。   一般來(lái)說電抗器只標(biāo)額定電壓與電流，計(jì)算其額定容量時(shí)按S=1.732UI。如圖1中那臺(tái)電抗器U=6kV, I=0.3kA ，Xk%=4，則Ske=1.732×6×0.3=3.114MVA，則電抗器的電抗值為(4/3.114)×0.9=1.156。 本計(jì)算所依據(jù)的公式是:  X*k=( Xk%/100).(Sjz/Sek).(Uek2/Ujz2)

 

    (3) 式中: Xk%為電抗器的額定電抗百分?jǐn)?shù)，Sek 為電抗器額定容量(MVA)，Uek為電抗器的額定電壓(kV)，Ujz為基準(zhǔn)電壓，用線路的平均額定電壓代替，分別取6.3、10.5、37、115kV等。

 

    本公式中的前2個(gè)因式，實(shí)際是Xk%除電抗器的額定容量(MVA)數(shù); 后一因式是考慮電抗器額定電壓不等于線路平均額定電壓，為此而再乘上一個(gè)系數(shù)，一般約為0.9，因此電抗器的相對(duì)電抗值應(yīng)是用額定電抗除額定容量再乘0.9。

 

    4、架空線路及電纜線路電抗值的計(jì)算

 

    對(duì)于6kV架空線路其電抗值等于線路長(zhǎng)度的公里數(shù); 對(duì)于10kV架空線路其電抗值等于線路長(zhǎng)度公里數(shù)的三分之一; 對(duì)于35kV架空線路其電抗值等于線路長(zhǎng)度公里數(shù)的百分之三; 對(duì)于110kV架空線路其電抗值等于線路長(zhǎng)度公里數(shù)的千分之三。

 

    若為電纜線路: 其電抗值應(yīng)分別取上述同電壓等級(jí)架空線路電抗值的五分之一。

 

    例如一回6km的6kV架空線路，其電抗值為6，若為6km的10kV架空線路，則電抗為6/3=2; 若為6km的35kV架空線路，則電抗為6×0.03=0.18。圖1中70km的110kV架空線路，則電抗為70×0.003=0.21。

 

    如果上述各電壓等級(jí)的架空線路換為同長(zhǎng)度的電纜線路，其電抗值應(yīng)分別為:

 

    6kV等于6/5=1.2、10kV等于2/5=0.4、35kV等于0.18/5=0.036。 計(jì)算所依據(jù)的公式是: X*XL=K.L/Up2 (4)

 

    式中L為線路的長(zhǎng)度(單位km); K為系數(shù): 對(duì)6、10kV的電纜線路取8，架空線路取40; 對(duì)35~110kV架空線路取42.5; Up 取各級(jí)電壓的額定電壓即6，10，35，110kV等。

 

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